CN101089531A - 升降装置以及使用该装置的综合烧结炉 - Google Patents

升降装置以及使用该装置的综合烧结炉 Download PDF

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Abstract

本发明所提供的是一种顺序执行用于模制陶瓷产品的焙烧工艺和烧结工艺的综合烧结炉。该综合烧结炉包括：支撑框架；一对炉体，支撑在支撑框架顶部并具有内置的由盘形盖盖住的绝热体；一对导轨，沿顺着炉体布置的长度方向平行地设置在所述支撑框架的下方；旋转基座，沿导轨被水平地传送，并且在旋转基座被竖直地传送至炉体底部的正下方时，该旋转基座可转动地连接于炉体的顶部，该旋转基座包括安装于其顶部的独自旋转的置放件；以及升降装置，安装在旋转基座的下方并且具有滚珠丝杠式的旋转轴，以在置放件独自转动的同时竖直地升/降旋转基座。从而，通过快速传送至后处理工艺以及同时进行焙烧工艺和烧结工艺，而可以显著地提高陶瓷产品的生产效率。

Description

升降装置以及使用该装置的综合烧结炉
相关申请的交叉参考
本申请要求于2006年6月13日提交给韩国知识产权局的No.10-2006-0053233韩国专利申请的优先权，其公开内容结合于此供参考。
技术领域
本发明涉及一种综合烧结炉，其顺序进行模制陶瓷产品的焙烧工艺和烧结工艺，更具体地，涉及一种升降装置以及使用该装置的综合烧结炉，其能获得通畅的气流和均匀的温度分布。在该综合烧结炉中，旋转基座(其上装载有多个陶瓷模制品(ceramic molding))的垂直传送和旋转是同时获得的，从而焙烧工艺和烧结工艺可以通过彼此相邻布置的圆筒炉体同时进行。
背景技术
陶瓷电子产品的实例包括多层陶瓷电容器、铁氧体、以及压电装置。在制造陶瓷电子产品的工艺中，以预定形状对陶瓷材料进行模制，并通过去黏结剂工艺、烧结工艺、以及冷却工艺制造多层陶瓷模制品。
在制造陶瓷模制品的工艺中，通过将黏结剂(有机组分)加入到原料粉末(诸如BaTiO3、CaCa3、MnO、和玻璃粉)中而形成浆料。使用该浆料作为电介质片的陶瓷片被模制。内部电极图案化地印刷在陶瓷薄片的表面上。该内部电极由金属(诸如Ni、Cu、Pd、以及Pd/Ag)制成。以多层的方式层叠这样的陶瓷片，从而形成多层片。该多层片在500-1300kgf/cm2的压力下受压。然后，将受压的多层片切成预定的长度，最后制成长方体陶瓷模制品。
在陶瓷模制品上顺序进行去黏结剂工艺、烧结工艺、以及冷却工艺。去黏结剂工艺是通过在烧结炉中在230-350℃的温度下焙烧陶瓷模制品而去除黏结剂组分。烧结工艺是在900-1300℃的温度下烧结陶瓷模制品10-24个小时。冷却工艺是在烧结工艺之后在较低的温度下冷却陶瓷模制品。在烧结炉中所烧结的陶瓷模制品的外周上沉积外部电极和端子电极。这样，陶瓷产品就完全制成了。
下面将参照图1和图2描述传统的综合烧结炉的基本结构。
图1是传统的综合烧结炉的视图，以及图2是传统的综合烧结炉在门打开时的立体图。
参照图1和图2，每个烧结炉100、200、300均包括箱状的炉体120，该炉体具有可打开地连接于正面的门110。炉体120被分隔成三部分，每部分均具有容纳有多个陶瓷模制品C的容纳空间121。
炉体120包括在一侧的进气口122以及在另一侧或同一表面上的出气口123。外界空气通过进气口122被引入。具有多个孔的穿孔板124设置在炉体120的两个侧壁上。
此外，炉体120包括位于其顶部的风扇125。风扇125将通过进气口122引入的外界空气供给到容纳空间121内部。加热器126安装在风扇125的一侧，以便加热所引入的外界空气。
传统的烧结炉100、200、300使用直接的热空气循环模式，其中通过进气口122引入到炉体120内的空气由加热器126加热，并且通过设置在炉体120每侧的穿孔板124被供给到容纳空间内部。
也就是说，通过加热器126以及设置在一侧的穿孔板124而引入到炉体120内的热空气焙烧或烧结堆叠在容纳空间121内的陶瓷模制品C，并且在从陶瓷模制品C中去除有机黏结剂之后热空气通过设置在另一侧的穿孔板124被排出，进而完成烧结工艺。
但是，在传统的烧结炉100、200、300中，根据热空气对流模式通过设置在炉体120顶部的风扇125向陶瓷模制品C供应热源。因此，具有适当温度的热空气被供给到穿孔板124附近的区域，即热空气的源头。同时，具有相对较低温度的热空气不可避免地被供给到远离穿孔板124的区域。从而，在炉体120中产生较大的温差。
此外，多个焙烧炉和多个烧结炉间隔20-30m而分立设置，如图1所示。焙烧工艺和烧结工艺必须在相应炉体120中进行。因此，当在第一和第二焙烧炉100、200中进行用于模制陶瓷产品的焙烧工艺时，操作人员必须人工地将堆叠在炉100的炉体120内部的陶瓷模制品C传送至下一焙烧炉200。此外，操作人员必须人工地将陶瓷模制品C传送至第三烧结炉300的炉体120，以便烧结陶瓷模制品C。
在这种传统的烧结炉中，需要花费大量时间来传送陶瓷模制品C，以便进行焙烧工艺和烧结工艺，并且操作人员必须人工地执行这些过程。因此，生产率显著下降，因为耽误了同样多的陶瓷产品制造时间。此外，由于增加了人工费用而使产品的成本增加了。
而且，在模制过程进行期间，通过传统的烧结炉100模制的陶瓷产品要经由焙烧炉和烧结炉反复地堆叠和取出。从而，模制的产品的质量不统一。在用于执行各工艺的炉体的结构中，由于焙烧温度与烧结温度之间的差异而造成的陶瓷模制品的陶瓷组分与金属组分之间不匹配，导致在陶瓷模制品中可能产生裂纹。
发明内容
本发明的优点在于提供一种升降装置和使用该升降装置的综合烧结炉。在该综合烧结炉中，其上装载有多个陶瓷模制品的旋转基座沿设置在一对炉体下方的导轨被连续传送，其中该对炉体彼此相邻安装并且进行焙烧工艺和烧结工艺。因此，通过快速传送至在后的处理工艺并同时执行焙烧工艺和烧结工艺而可以显著提高陶瓷产品的生产效率。
本发明的另一优点在于提供一种升降装置和综合烧结炉，其中因为旋转基座以及安装于其上的置放件的独立旋转，所以大气可以在炉体中通畅流动，因此制成了质量统一的陶瓷产品。
本发明的总发明构思的其它方面和优点将在接下来的说明中部分地阐述，并且从该说明中，将部分地变得显而易见，或者可以通过实施本发明的总发明构思而知晓。
根据本发明的一方面，综合烧结炉包括：支撑框架；一对炉体，支撑在支撑框架的顶部上；一对导轨，沿炉体的布置而平行地设置在支撑框架下面；以及旋转基座，沿导轨被水平地传送，并且当旋转基座被竖直传送到炉体底部正下方时，紧固地连接于炉体的底部。
优选地，炉体以圆筒状形成。该炉体为腔室型真空炉，具有紧固地连接于内周的绝热体(该绝热体由耐火材料形成)以及穿过绝热体侧壁的多个加热器。
炉体由支撑框架支撑在预定高度。其上堆叠有多个陶瓷模制品的旋转基座竖直地上升并连接于炉体。在这一点上，旋转基座正向或反向转动，与此同时连接于炉体底部。
此时，多个置放件从旋转基座向上突出。多个陶瓷模制品竖直地堆叠在置放件上。因此，置放件与旋转基座的旋转同时且独立于旋转基座的旋转而转动。
进一步地，通过穿过炉体侧壁的供气管线供应大气。由于旋转基座和置放件的独立转动，因而注入陶瓷模制品之间的空间中的大气是循环的。热空气环流通过辐射热而被再加热，该辐射热是通过安装在绝热体内壁的侧壁上的加热器辐射的。从而，大气均匀地分布在炉体中的陶瓷模制品周围。
旋转基座成排地布置在导轨上，其中导轨以等间隔平行布置在支撑框架中。旋转基座沿导轨被连续传送。当旋转基座位于炉体下方时，包括旋转基座的升降装置运行，以使旋转基座上升，以使它连接到炉体的底部。因此，装载于旋转基座上的陶瓷模制品被同时插入到成对炉体中，以便可以同时进行焙烧工艺和烧结工艺。
根据本发明的另一方面，综合烧结炉的升降装置包括：第一旋转轴和第二旋转轴，它们连接于电机并独立地旋转；旋转基座，具有支撑在第一旋转轴顶部上的底部中央部位，该旋转基座环绕第一旋转轴并被第二旋转轴穿孔；多个置放件支座，径向地布置在支撑轴外侧，该支撑轴紧固地连接在第二旋转轴的顶部，置放件被安装在该置放件支座的顶部上；以及扭矩传送器，具有连接于支撑轴和置放件支座的外周，以使支撑轴和置放件支座有机性地(organically)转动。
优选地，第一旋转轴和第二旋转轴连接于旋转基座的中央部分。第二旋转轴以中空状形成。第一旋转轴被插入到第二旋转轴中。各自的电机使得第一旋转轴和第二旋转轴旋转。
优选地，在支撑轴的外周上以及在置放件的外周上形成齿轮，该支撑轴通过第二旋转轴的旋转而旋转，该置放件径向地布置在支撑轴的外侧。扭矩传送器连接于支撑轴和置放件的齿轮。该扭矩传送器环绕在置放件支座的周围并且经过支撑轴的外周。
旋转基座因旋转轴的转动而旋转并上升。由于第二旋转轴的转动，支撑轴和置放件通过扭矩传送器而旋转。因此，在装载于置放件上的陶瓷模制品上升/下降的同时，各置放件可以在旋转基座上独立旋转。
优选地，旋转基座的旋转方向与各置放件的旋转方向相反。
附图说明
通过下面结合附图对实施例的描述，本发明的总发明构思的这些和/或其它方面以及优点将变得显而易见且更容易理解，附图中：
图1是传统的综合烧结炉的视图；
图2是传统的综合烧结炉在门打开时的立体图；
图3是根据本发明实施例的综合烧结炉的立体图；
图4是图3所示的综合烧结炉的截面图；
图5是图3所示的综合烧结炉的平面图；
图6是根据本发明实施例的升降装置的截面图；
图7是升降装置在盖移除时的立体图；
图8是图7所示的升降装置的平面图；以及
图9是根据本发明另一实施例的升降装置的截面图。
具体实施方式
下面将对根据本发明的总发明构思的实施例进行详细参照，其实例在附图中示出，其中相同的参考标号通篇指相同的元件。下面为了解释本发明的总发明构思而参照附图描述实施例。
综合烧结炉的结构
图3是根据本发明实施例的综合烧结炉的立体图，图4为图3所示的综合烧结炉的截面图，以及图5是图3所示的综合烧结炉的平面图。
参照图3至图5，综合烧结炉10包括：支撑框架11、支撑在支撑框架11顶部上的一对炉体12a和12b、平行设置在支撑框架11内部的一对导轨20、以及沿导轨20等间隔设置的并被水平传送的旋转基座30。多个陶瓷模制品C被堆叠在基座30上。
筒形绝热体13被插入到炉体12中并由盘形盖14盖住。绝热体13在侧壁上具有多个加热器15。
此外，包含N2和O2混合物的大气被注入到绝热体13中并由加热器15加热至预定温度以上。高温的大气焙烧或烧结插入到绝热体13中的多个陶瓷模制品C。
在完成对于陶瓷模制品C的焙烧工艺和烧结工艺之后，包含有机材料(例如从陶瓷模制品C中去除的黏结剂)的大气和杂质一起通过出气口16排出到外界，其中该出气口16设置在用于密封绝热体13的盘形盖14的中央部分上。
成对炉体12a和12b分别负责陶瓷模制品C的焙烧工艺和烧结工艺。绝热体13和加热器15的结构可以适当更改。
同时，多个置放件31可转动地连接于旋转基座30的顶部上，以使旋转基座30沿平行设置在支撑框架11内的导轨20被连续地水平传送。在旋转基座30的水平传送期间，升降装置40垂直地传送旋转基座30。该升降装置40设置在炉体12的下方。
多个陶瓷模制品C被堆叠在从旋转基座30向上突出的置放件31的顶部上，该旋转基座30通过升降装置40被竖直地传送。旋转基座30在由升降装置40竖直传送的同时沿一个方向转动。旋转基座30的转动通过包括在升降装置40中的螺杆状支撑件来实现。旋转基座30的转动以及升降装置的结构将在后面更详细地描述。
在综合烧结炉10中，其上堆叠有多个陶瓷模制品C的旋转基座30沿设置于炉体12a和12b下面的导轨20以预定的间隔被传送。然后，通过设置在执行焙烧工艺和烧结工艺的炉体12a和12b下方的升降装置40的驱动，旋转基座30被竖直地传送而得以与炉体12a和12b的底部紧密地接触。这样，可以减少将焙烧炉100和200以及烧结炉300的陶瓷模制品传送至下一工艺的处理时间。
设置在用于执行焙烧工艺和烧结工艺的炉体12a和12b正下方的旋转基座30在由升降装置40驱动的同时连接于炉体12a和12b的底部。从而，陶瓷模制品C被装入各炉体12a和12b中的绝热体13内。焙烧工艺和烧结工艺是在炉体12a和12b中执行的。
连接于各炉体12a和12b底部的旋转基座30通过升降装置40的螺杆轴转动，并且置放件31单独地转动。在这一点上，优选地，旋转基座30和置放件31沿相反的方向转动。
升降装置的结构
图6是根据本发明实施例的升降装置的截面图，图7是图6所示的升降装置在盖移除时的立体图，以及图8是图7所示的升降装置的平面图。
参照图6至图8，升降装置40包括连接于电机43和44的第一旋转轴41和第二旋转轴42、支撑在第一旋转轴41上的旋转基座30、以及用于支撑多个置放件31的置放件支座46，其中多个置放件关于安装在第二旋转轴42顶部上的支撑轴45径向地设置。
圆形盖47连接于旋转基座30的顶部上，以环绕支撑轴45和置放件支座46。置放件支座46的上部穿过盖47而突出地安装。在这一点上，竖直地堆叠有陶瓷模制品C的置放件31安装在从盖47向上突出的置放件支座46的顶部上。
第一旋转轴41和第二旋转轴42连接于设置在其两侧上的电机43和44。具体地，电机43和44的扭矩通过皮带48传递给旋转轴41和42。
此外，第一旋转轴41和第二旋转轴42由盘状旋转基座30的中央部分支撑或穿过盘状旋转基座30的中央部分。在这一点上，第二旋转轴42以空管状形成，以使第一旋转轴41在第二旋转轴42中独立旋转。
也就是说，当第一旋转轴41支撑旋转基座30的底部中央部分时，在第一旋转轴41籍由电机44的旋转期间，扭矩被传递给旋转基座30，以使旋转基座30旋转。同时，由于滚珠丝杠驱动方法，使得旋转基座30在第一旋转轴41的竖直传送范围内竖直地升降。
安装于旋转基座30的中央部分上并环绕第一旋转轴41周围的第二旋转轴42形成空管，并借助于通过皮带48连接的电机43的驱动而旋转。第二旋转轴42的上部连接于支撑轴45，该支撑轴安装在旋转基座30的顶部中央部分上。因此，借助于电机43的扭矩，支撑轴45随第二旋转轴42一起转动。
同时，支撑轴45被安装在旋转基座30的中央部分上，并且多个置放件支座46径向地安装在旋转基座30的周围。齿轮45a和46a被设置在支撑轴45和置放件支座46的外周上。连接支撑轴45与多个置放件支座46的扭矩传送器49通过齿轮45a和46a连接。
链条可以用作扭矩传送器49。扭矩传送器49通过支撑轴45和置放件支座46外周的齿轮45a和46a而安装，如图7和8所示。
扭矩传送器49以“U”形连接，使得它经过旋转轴45的齿轮45a并使设置在置放件支座46外周的齿轮46a互连。从而，实现了单向的环形传送。因此，相对于支撑轴45径向地设置的置放件支座46沿相反方向连续转动。由于置放件支座46的转动，使得装载在置放件31顶部上的陶瓷模制品C独立于旋转基座30而转动。
图9是根据本发明另一实施例的升降装置的截面图。参照图9，第一旋转轴41的用于竖直驱动旋转基座30的竖直传送单元体现为通过利用液压或气压的汽缸50。在这种情况下，虽然第一旋转轴41必须具有独立的转动驱动器，但可以减小螺杆方法中作用在旋转轴上的载荷。
在所有图中，除了汽缸50之外，相同的参考标号用来指相同的元件，进而将省略重复的描述。
升降装置40在一个或多个电机43、44使得第一旋转轴41和第二旋转轴42转动的同时升/降旋转基座30。安装在旋转基座30顶部上的多个置放件支座46由经过旋转轴45外周的扭矩传送器49使之旋转。在其上装载有多个陶瓷模制品C的旋转基座30被竖直传送时，旋转基座30紧固地连接于炉体12a和12b的底部，并沿一个方向转动。此外，径向地安装在旋转基座30顶部上的置放件31转动。因此，仅通过陶瓷模制品C的转动就可以引导炉体12a和12b中大气的均匀分布状态。
如上所述，其上装载有多个陶瓷模制品的旋转基座沿设置在彼此相邻安装的并负责焙烧工艺和烧结工艺的该对炉体之下的导轨被连续地传送。因此，通过快速传送至后处理工艺以及同时进行焙烧工艺和烧结工艺而能显著地提高陶瓷产品的生产效率。由于旋转基座和安装于其上的置放件的独立转动，因而大气在炉体内通畅地流动。从而，可以制造具有统一质量的陶瓷产品。
虽然已示出并描述了本发明的总发明构思的几个实施例，然而本领域技术人员容易理解，在不背离本发明的总发明构思的精神和原则的前提下，可以对这些实施例作多种变化，本发明总发明构思的范围在所附权利要求及其等同物中限定。

Claims (18)

1.一种综合烧结炉，包括：
支撑框架；
一对炉体，被支撑在所述支撑框架的顶部上；
一对导轨，沿所述炉体的布置而平行设置在所述支撑框架的下方；以及
旋转基座，沿所述导轨被水平地传送，并且当所述旋转基座被竖直地传送至所述炉体底部的下方时，紧固地连接于所述炉体底部。
2.根据权利要求1所述的综合烧结炉，
其中，所述炉体以圆筒状形成并且同时各自执行焙烧工艺和烧结工艺。
3.根据权利要求1所述的综合烧结炉，
其中，所述炉体为腔室型真空炉，具有紧固地连接于内周的绝热体以及穿过所述绝热体侧壁的多个加热器，所述绝热体由耐火材料形成。
4.根据权利要求1所述的综合烧结炉，
其中，沿正向或反向转动的所述旋转基座独立于向上突出的并且其上竖直地堆叠有多个陶瓷模制品的置放件而转动。
5.根据权利要求1所述的综合烧结炉，
其中，所述置放件沿与所述旋转基座的转动相反的方向旋转。
6.根据权利要求3所述的综合烧结炉，
其中，所述绝热体被用于内部密封的盘形盖盖住，所述盘形盖在所述盘形盖的中央部分具有出气口，以便排出所述炉体内的有机混合大气。
7.根据权利要求1所述的综合烧结炉，
其中，所述支撑框架的前后左右侧都是敞口的。
8.一种综合烧结炉，包括：
支撑框架；
一对炉体，支撑在所述支撑框架的顶部上，并且具有内置的绝热体，所述绝热体由盘形盖盖住；
一对导轨，沿顺着所述炉体布置的长度方向平行地设置在所述支撑框架的下方；
旋转基座，沿所述导轨被水平地传送，并且在所述旋转基座被竖直地传送至所述炉体的正下方时，可旋转地连接于所述炉体的底部，所述旋转基座具有安装在其顶部上的独立旋转的置放件；以及
升降装置，安装在所述旋转基座下方，并且具有滚珠丝杠式的旋转轴，以在所述置放件独立旋转的同时竖直地升/降所述旋转基座。
9.一种综合烧结炉的升降装置，所述升降装置包括：
第一旋转轴和第二旋转轴，连接于电机并独立旋转；
旋转基座，具有支撑在所述第一旋转轴顶部上的底部中央部分，所述旋转基座环绕所述第一旋转轴并被所述第二旋转轴穿孔；
多个置放件支座，径向地布置在支撑轴的外侧，所述支撑轴紧固地连接于所述第二旋转轴的顶部，所述置放件支座具有安装于其顶部上的置放件；以及
扭矩传送器，具有连接于所述支撑轴和所述置放件支座的外周，以使所述支撑轴和所述置放件支座有机性地转动。
10.根据权利要求9所述的升降装置，还包括：
盖，安装于所述旋转基座的顶部上，以使所述支撑轴和所述置放件支座容纳于其中。
11.根据权利要求9所述的升降装置，
其中，所述第一旋转轴以滚珠丝杠方式旋转。
12.根据权利要求9所述的升降装置，
其中，所述第二旋转轴以中空状形成。
13.根据权利要求9所述的升降装置，
其中，所述第一旋转轴和第二旋转轴通过皮带连接于一个或多个电机。
14.根据权利要求9所述的升降装置，
其中，所述支撑轴和置放件支座包括在它们圆周上的齿轮。
15.根据权利要求9所述的升降装置，
其中，所述扭矩传送器以“U”形连接，以使所述扭矩传送器经过所述支撑轴的所述齿轮的一侧，并将所述置放件支座的齿轮互连，从而实现连续的单向循环传送。
16.根据权利要求15所述的升降装置，
其中，所述扭矩传送器包括连接于所述支撑轴和所述置放件支座的各自齿轮的链条。
17.根据权利要求9所述的升降装置，
其中，所述旋转基座和所述置放件支座沿相反方向转动。
18.根据权利要求9所述的升降装置，
其中，所述第一旋转轴和支撑于其上的所述旋转基座通过利用液压或气压的汽缸而升/降。
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